폐쇄형 냉각탑 기술 개발 및 현황

개방형 냉각탑에서는 냉각수가 공기와 직접 접촉하므로 사용 기간이 지나면 냉각수가 오염되어 청소가 어려워 파이프가 막히고 열 전달 효과가 저하됩니다. 장비가 감소합니다. 폐쇄형 냉각탑을 사용하면 이러한 상황을 피할 수 있습니다. 파이프 내부의 작동유체는 공기와 직접 접촉하지 않아 깨끗한 작동유체를 유지합니다.
폐쇄형 냉각탑은 지난 세기 중반에 시작된 증발식 냉각기에서 유래되었습니다. 화학, 야금, 전자 산업의 발전과 함께 점차적으로 사용되기 시작했습니다. 기원전 250년부터 고대 이집트인들은 냉각을 위해 물 증발을 사용하는 방법을 알고 있었습니다. 지난 세기에도 세계 각국에서는 증발냉각 기술에 대한 다각적인 연구를 진행해왔습니다. 1970년대 에너지 위기의 출현으로 증발식 냉각 기술의 적용이 점차 주목을 받게 되었다. 1980년대 인류 생존에 큰 위협이 되는 재앙적 기후가 공조 및 냉동 산업과 관련이 있다는 사실이 밝혀지면서 냉각 능력을 얻기 위해 자연 조건을 이용한 증발냉각 기술 등 패시브 냉각 기술이 급속히 발전했다. 이를 위해 미국 ASHRAE에서는 증발냉각 기술의 적용을 촉진하고, 증발냉각 시스템의 적용, 설치, 운영 및 유지관리 데이터를 수집 및 공개하고, 사양 및 표준을 발표하고, 이를 확인하고 확인하기 위해 "증발냉각"이라는 기술위원회를 설립했습니다. 전 세계적으로 증발 냉각 장비의 적용을 촉진하기 위해 증발 냉각에 대한 연구에 보상을 제공합니다.
Parker와 Treyball은 냉각 공기로 증발되는 물의 양을 무시한 것에 기초하여 실온에서 포화 공기의 엔탈피가 온도의 선형 함수로 간주된다고 가정하고 증발식 냉각기의 열 전달 및 물질 전달 메커니즘을 다음과 같이 설명했습니다. 증발식 냉각기 관 내 매질의 열전달 및 물질전달 성능을 측정하고, 실험을 통해 열전달 막 계수의 상관식을 구하였다.
Mazushina는 튜브 외부의 분무수의 온도가 일정하거나 분무수막의 온도가 변화한다고 가정할 수 있는 증발식 냉각기의 열 계산을 위한 계산 방법을 제안하고 열 교환기에 대한 일련의 설계 계산 방법을 소개했습니다. 그가 정리한 열교환기 매뉴얼에 자세히 나와 있습니다.
Webb은 냉각탑, 증발응축기, 증발냉각기의 이론모델을 통일하였고, 수막의 열전달계수와 수막을 통해 공기로 전달되는 물질전달계수를 서로 다른 계수로 표현하였다. 그 후 Webb와 Villacres는 세 가지 알고리즘과 계산 모델을 사용하여 냉각탑, 유체 냉각기 및 증발 응축기를 설명하고 분석했습니다.
Peterson은 간접 증발 냉각을 분석하기 위해 수치 시뮬레이션을 사용했지만 수치 시뮬레이션과 실험 테스트 데이터를 비교한 결과 해당 모델은 일부 작동 조건에서 시스템 에너지 절감 및 시스템 특성을 정확하게 예측하는 데 특정 결함이 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 조건에서 Peterson은 테스트 데이터에서 얻은 상관 계수를 사용하여 필요한 설계 및 특성 기반을 얻을 것을 권장했습니다.
Wo Jciech Zalewski는 코일 내부의 유체를 역류 형태로 냉각시키기 위해 물과 공기에 대한 수학적 모델을 제안하고, 열전달과 물질전달의 비유를 이용하여 물질전달계수를 구했습니다. Jorge Facao는 작은 폐쇄형 냉각탑에서 열 및 물질 전달 테스트를 수행하고 열 전달 과정 상관 관계를 맞추었으며 얻은 열 및 물질 전달 관계는 단순화된 이론 모델과 일치했습니다.
증발 냉각 이론 연구 및 폐쇄형 냉각탑의 성능 테스트를 포함하여 중국의 증발 냉각 기술 연구에서도 일부 작업이 수행되었습니다.
Liu Nailing et al. 최소 열교환 면적과 최소 저항을 제약조건으로 하여 폐쇄형 냉각탑의 관형 증발식 냉각기의 구조적 최적화를 연구하고, 구조적 매개변수가 관형 증발식 냉각기의 면적과 에너지 소비량에 미치는 영향을 분석하였다. 팬과 워터펌프의 모습입니다.
Li Zijunet al. 다양한 역류 폐쇄형 냉각탑 열교환 모듈을 연구 대상으로 삼아 다양한 조건에서 수온 분포를 분석하고 일련의 열 계산 방법을 제안했습니다.
Liu Jing은 폐쇄형 냉각탑 냉각 과정의 열 교환 메커니즘을 분석하고 정상 상태 열 교환 모델을 구축했으며, 해석 솔루션 결과를 바탕으로 정상 상태 열 교환 시뮬레이션 프로그램을 구성했습니다. 이 프로그램은 폐쇄형 냉각탑 내부 유체의 온도와 엔탈피 분포를 시뮬레이션하는 데 사용되었습니다. 타워 내 유체의 출구 매개변수에 대한 이론적 계산 결과를 측정된 데이터와 비교했습니다. 최대오차는 9% 이내로 결과의 신뢰성을 입증하였다.
Zhao Fangping은 열교환 효율을 향상시키고 부식을 방지 및 감소시키며 에어컨의 수명을 연장하기 위해 폐쇄형 냉각탑의 중앙 에어컨 냉각수 시스템의 청소 및 수질 처리를 연구했습니다.
Niu Runping 등은 주로 공기 엔탈피, 수분 함량, 냉각수 온도 등의 분포를 연구했으며 폐쇄형 냉각탑의 내부 열교환 메커니즘 연구를 통해 수학적 모델을 구축하고 분석 솔루션을 얻었습니다. 폐쇄형 냉각탑 성능의 영향. Li Yongan과 다른 사람들은 공조 시스템용 폐쇄형 냉각탑의 다양한 성능 지표를 테스트하기 위해 자신이 만든 작은 테스트 벤치를 사용했습니다. 폐쇄형 냉각탑의 열 성능과 공기 유입 매개변수, 공기량 유량, 분사수량 등의 매개변수가 냉각탑 성능에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션을 통해 냉각 코일의 공기 저항 계산식을 얻었습니다. .
Liu Dongxing 등은 공기와 물 사이의 열 및 물질 교환 과정을 분석하고 에너지 보존 법칙을 기반으로 역류 폐쇄형 냉각탑 내 물분무 패킹의 열 및 물질 교환에 대한 수학적 모델을 확립했습니다. 물질의. 모델은 반복법을 사용하여 컴퓨터 프로그램으로 해석하고 실험적 검증을 수행하였다. 연구 결과, 수학적 모델을 통해 얻은 계산값을 실험 측정값과 비교한 결과, 편차는 0.25% 이내인 것으로 나타났습니다.
CFD 소프트웨어와 역류 폐쇄형 냉각탑 이론을 바탕으로 You Jiang et al. 공기 흐름 운동에 대한 표준 k-ε 난류 모델, 패킹 영역, 비 영역 및 코일 영역에 대한 이산 위상 모델, 패킹 영역의 필름 흐름에 대한 액적 흐름 근사를 사용했습니다. 물의 밀도와 환경조건이 냉각탑의 열특성에 미치는 영향을 시뮬레이션 및 분석하였고, 냉각탑 성능을 최적으로 만드는 무차원 매개변수 공기-물 비율의 값을 분석하여 구하였다. 다음과 같은 결론이 도출되었습니다. 물 밀도와 환경 조건은 역류 폐쇄형 냉각탑의 열 전달 효과에 큰 영향을 미칩니다. Zhou Wenyuanet al. 새로운 유형의 폐쇄형 습식 냉각탑을 제안했습니다. 냉각수와 분무수는 구리관을 통해 열교환하며, 냉각탑에는 플라스틱 파이프를 배치하여 공기와 분무수의 물질 전달 면적을 늘린다. 분무수와 공기는 구리관과 플라스틱관의 표면에서 열과 질량을 교환합니다. 1차원 과도 수학적 모델을 기반으로 다양한 작동 조건에서 냉각탑의 성능을 조사하고 기존 폐쇄형 냉각탑과 비교하여 새로운 폐쇄형 습식 냉각탑의 타당성을 결론지었습니다.